某微型客車轉(zhuǎn)向回正故障分析

張 棟

(北安農(nóng)墾分局交通局襄河交通科)

1 轉(zhuǎn)向回正性能分析

1.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測分析

首先對該微型客車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能參數(shù)進行的檢測，結(jié)果如下。

正向平均效率為51.41％;逆向平均效率為20.92％;橫扦球鉸摩擦阻力矩。最大摩擦阻力矩為8.23N;最小摩擦阻力矩為2.74N;平均摩擦阻力矩為5.33N。前輪定位參數(shù)見表1。

表1 前輪定位參數(shù)

將前輪置于前輪定位儀轉(zhuǎn)盤上;脫開左，右橫拉桿;測量前輪向外轉(zhuǎn)到極限位置所需外力及前輪從極限偏轉(zhuǎn)位置開始回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩。

從檢測結(jié)果可判斷，該車轉(zhuǎn)向器效率過低、橫拉桿球較摩擦力矩偏大，沒能達到設(shè)計要求，前輪定位基本準(zhǔn)確。影響轉(zhuǎn)向器效率的主要因素是轉(zhuǎn)向器中各部件的摩擦阻力，經(jīng)過對各組成部件檢測發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)向器效率過低是由于制造加工精度和裝配沒達到標(biāo)推，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向器效率無法滿足設(shè)計要求。

另外，由于檢測橫拉桿球鉸允許摩擦力矩的方法錯誤，使得實際橫拉桿球餃摩擦阻力矩偏大，造成超標(biāo)的球鉸配件進入裝配生產(chǎn)線，影響了轉(zhuǎn)向系的效率。

1.2 回正力矩計算

主銷內(nèi)傾角所引起的勢能回正趨勢，在轉(zhuǎn)向回正時是回正的動力，在轉(zhuǎn)向時成為阻力的一部分。

對此，對主銷內(nèi)傾角引起的回正力矩進行計算，并與實際檢測值對比分析。

通過以上分析計算和檢測結(jié)果可知，前輪定位參數(shù)中除右前輪主銷內(nèi)傾角大于標(biāo)準(zhǔn)值1度，其他定位角正常，所以該微型客車前輪定位基本滿足設(shè)計要求。由主銷內(nèi)傾角和后傾角引起的回正力矩能在轉(zhuǎn)向過程中提供一定的回正力矩。同時，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向器的正、反效率明顯小于標(biāo)準(zhǔn)值，不符合技術(shù)條件要求;橫拉桿球鉸摩擦阻力矩偏大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻力矩與設(shè)計值不符;前軸減振器上支點與轉(zhuǎn)向節(jié)下支點的摩擦阻力矩達到10N·m，其數(shù)量級不能忽視。由此可判斷轉(zhuǎn)向器效率低和橫拉桿球錠摩擦阻力矩偏大是造成該車轉(zhuǎn)向過程中轉(zhuǎn)向沉重、回正力弱的主要的原因。

2 轉(zhuǎn)向回正試驗和改進方案

(1)保留原車轉(zhuǎn)向器。更換不同的橫拉桿，考察其轉(zhuǎn)向和回正情況。

(2)更換效率較高的轉(zhuǎn)向器，與3組不同的橫拉桿配合使用，考察其轉(zhuǎn)向和回正情況。

其中用于更換的轉(zhuǎn)向器正向平均效率為67.51％，逆向平均效率為49.86％。3組橫拉桿球鉸的平均摩擦阻力矩分別為5.88，5.00，2.95N·m。

試驗結(jié)果。

方案①:試驗中發(fā)現(xiàn)，3組橫拉桿中第3組在轉(zhuǎn)向沉重問題上有了較明顯的改善，但由于原車轉(zhuǎn)向器正、逆效率均太低，但仍不理想，且回正性能沒有明顯好轉(zhuǎn)。

方案②:更換轉(zhuǎn)向器后，3組拉桿實測的轉(zhuǎn)向力見表2。行駛試驗中轉(zhuǎn)向明顯感到輕松，回正有較大改善，但仍不理想。

表2 裝用不同球鉸摩摩擦阻力矩橫拉桿時的轉(zhuǎn)向力 N

由試驗結(jié)果可確認轉(zhuǎn)向器效率低和橫拉桿球鉸摩擦阻力矩偏大是造成該車轉(zhuǎn)向問題的主要原因，對此進行了如下改進試驗。

更換效率較高的轉(zhuǎn)向器和符合規(guī)定摩擦力矩的橫拉桿，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和回正性能基本符合設(shè)計要求。同時，進一步檢測了左右輪的極限偏轉(zhuǎn)角和前輪側(cè)滑量，發(fā)現(xiàn)左右輪極限偏轉(zhuǎn)角超差較大，其側(cè)滑量盡管合格，接近上限。為此，將前輪極限偏轉(zhuǎn)角調(diào)整到規(guī)定值，并調(diào)小前束至接近零測滑，用符合標(biāo)準(zhǔn)值(0.9～3.9N·m)摩擦阻力矩為2.95N·m 的橫拉桿做行駛試驗，結(jié)果轉(zhuǎn)向和回正性能均達到良好要求，該車轉(zhuǎn)向過程中出現(xiàn)的問題成功得以解決。

3 結(jié)論

從理論計算和試驗分析可看出，主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角對汽車轉(zhuǎn)向回正性能有較大影響。其中主銷后傾角對高速轉(zhuǎn)向時的回正性能影響明顯，這能保證了高速行駛時汽車的操縱穩(wěn)定性，而低速時轉(zhuǎn)向回正主要依靠主銷內(nèi)傾角產(chǎn)生回正力矩的作用。此外，前束與前輪外傾角需協(xié)調(diào)作用達到動平衡，保證前輪在汽車行駛中滾動而無滑動，這對轉(zhuǎn)向回正性能也有所影響。同時轉(zhuǎn)向器效率，以及轉(zhuǎn)向中各傳動部件造成的阻力矩對轉(zhuǎn)向性能的影響不可忽視。

就本車而言，由于空載質(zhì)量小，低速轉(zhuǎn)向回正力矩儲備小，所以前輪的定位效果非常關(guān)鍵。應(yīng)嚴(yán)格控制左右橫拉桿的尺寸與裝配，并注意控制左主銷內(nèi)傾角偏大的質(zhì)量問題，已達到每輛車的前束值的最佳化。而在生產(chǎn)裝配過程中使用了效率偏低的轉(zhuǎn)向器以及檢測橫拉桿球鉸允許摩擦力矩的方法錯誤，使超標(biāo)準(zhǔn)配件進入裝配生產(chǎn)線，這是導(dǎo)致該車出現(xiàn)轉(zhuǎn)向回正問題的主要原因。

[1] 郭孔輝.汽車操縱動力學(xué)[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

[2] 阿達姆.措莫托.汽車行駛性能.黃錫朋，解春陽譯[M].北京:科學(xué)普及出版社，1992.

[3] 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室.汽車設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社，1983.